อุปกรณ์เครื่องยนต์สันดาปภายใน
Содержание
เครื่องยนต์สันดาปภายในถูกนำมาใช้ในรถจักรยานยนต์รถยนต์และรถบรรทุกมานานกว่าศตวรรษ จนถึงปัจจุบันยังคงเป็นมอเตอร์ประเภทที่ประหยัดที่สุด แต่สำหรับหลาย ๆ คนหลักการทำงานและอุปกรณ์ของเครื่องยนต์สันดาปภายในยังไม่ชัดเจน มาลองทำความเข้าใจกับความซับซ้อนหลักและลักษณะเฉพาะของโครงสร้างของมอเตอร์
📌ความหมายและคุณสมบัติทั่วไป
คุณลักษณะที่สำคัญของเครื่องยนต์สันดาปภายในคือการจุดระเบิดของส่วนผสมที่ติดไฟได้โดยตรงในห้องทำงานไม่ใช่ในสื่อภายนอก ในช่วงเวลาของการเผาไหม้เชื้อเพลิงพลังงานความร้อนที่ได้รับจะกระตุ้นการทำงานของส่วนประกอบทางกลของเครื่องยนต์
📌การสร้างประวัติศาสตร์
ก่อนการถือกำเนิดของเครื่องยนต์สันดาปภายในรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองได้รับการติดตั้งเครื่องยนต์สันดาปภายนอก หน่วยดังกล่าวทำงานจากแรงดันไอน้ำที่เกิดจากการให้ความร้อนแก่น้ำในถังแยกต่างหาก
การออกแบบเครื่องยนต์ดังกล่าวมีมิติและไม่ได้ผล - นอกเหนือจากน้ำหนักที่มากของการติดตั้งเพื่อเอาชนะระยะทางไกลการขนส่งยังต้องดึงเชื้อเพลิงที่เหมาะสม (ถ่านหินหรือฟืน)
ในมุมมองของข้อบกพร่องนี้วิศวกรและนักประดิษฐ์พยายามแก้คำถามสำคัญนั่นคือจะรวมเชื้อเพลิงเข้ากับร่างกายของหน่วยพลังงานได้อย่างไร โดยการเอาองค์ประกอบต่างๆเช่นหม้อไอน้ำถังเก็บน้ำคอนเดนเซอร์เครื่องระเหยปั๊ม ฯลฯ ออกจากระบบ เป็นไปได้ที่จะลดน้ำหนักของมอเตอร์ลงอย่างมาก
การสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในในรูปแบบที่ผู้ขับขี่รถยนต์สมัยใหม่คุ้นเคยเกิดขึ้นทีละน้อย นี่คือเหตุการณ์สำคัญที่นำไปสู่การเกิดขึ้นของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ทันสมัย:
- พ.ศ. 1791 John Barber ประดิษฐ์กังหันก๊าซที่ทำหน้าที่กลั่นน้ำมันถ่านหินและไม้ในการตอบโต้ ก๊าซที่เกิดขึ้นพร้อมกับอากาศถูกสูบเข้าไปในห้องเผาไหม้โดยคอมเพรสเซอร์ ก๊าซร้อนที่เกิดขึ้นภายใต้ความกดดันจะถูกส่งไปยังใบพัดของใบพัดและหมุนมัน
- พ.ศ. 1794 Robert Street จดสิทธิบัตรเครื่องยนต์เชื้อเพลิงเหลว
- พ.ศ. 1799 Philippe Le Bon อันเป็นผลมาจากการไพโรไลซิสของน้ำมันได้รับก๊าซเรืองแสง ในปี 1801 เขาเสนอให้ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์แก๊ส
- 1807 François Isaac de Rivaz - สิทธิบัตรเรื่อง "การใช้วัสดุระเบิดเป็นแหล่งพลังงานในเครื่องยนต์" สร้างลูกเรือที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองตามการพัฒนา
- พ.ศ. 1860 Etienne Lenoir เป็นผู้บุกเบิกสิ่งประดิษฐ์ในยุคแรก ๆ ด้วยการสร้างมอเตอร์ที่ใช้งานได้ซึ่งขับเคลื่อนโดยส่วนผสมของก๊าซแสงสว่างและอากาศ กลไกถูกกำหนดให้เคลื่อนไหวโดยมีประกายไฟจากแหล่งพลังงานภายนอก สิ่งประดิษฐ์นี้ใช้กับเรือ แต่ไม่ได้ติดตั้งบนยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง
- พ.ศ. 1861 Alphonse Bo De Rocha เผยให้เห็นถึงความสำคัญของการบีบอัดเชื้อเพลิงก่อนจุดระเบิดซึ่งทำหน้าที่สร้างทฤษฎีการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะ (ไอดีการบีบอัดการเผาไหม้พร้อมการขยายตัวและการปลดปล่อย)
- พ.ศ. 1877 Nikolaus Otto สร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะ 12 แรงม้าเครื่องแรก
- พ.ศ. 1879 Karl Benz จดสิทธิบัตรมอเตอร์สองจังหวะ
- ยุค 1880 Ogneslav Kostrovich, Wilhelm Maybach และ Gottlieb Daimler กำลังพัฒนาการปรับเปลี่ยนคาร์บูเรเตอร์ ICE พร้อมกันเพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับการผลิตแบบอนุกรม
นอกเหนือจากเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซินแล้ว Trinkler Motor ยังปรากฏในปีพ. ศ. 1899 สิ่งประดิษฐ์นี้เป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในอีกประเภทหนึ่ง (เครื่องยนต์น้ำมันแรงดันสูงที่ไม่ใช่คอมเพรสเซอร์) ซึ่งทำงานบนหลักการของการประดิษฐ์รูดอล์ฟดีเซล ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาหน่วยกำลังทั้งเบนซินและดีเซลได้รับการปรับปรุงซึ่งทำให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น
📌ประเภทของเครื่องยนต์สันดาปภายใน
ตามประเภทของการออกแบบและลักษณะเฉพาะของการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในจำแนกตามเกณฑ์หลายประการ:
- ตามประเภทของเชื้อเพลิงที่ใช้ - น้ำมันดีเซลเบนซินก๊าซ
- ตามหลักการทำความเย็น - ของเหลวและอากาศ
- ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงของกระบอกสูบ - ในบรรทัดและรูปตัววี
- ตามวิธีการเตรียมส่วนผสมของเชื้อเพลิง - คาร์บูเรเตอร์แก๊สและหัวฉีด (ส่วนผสมเกิดขึ้นที่ส่วนนอกของเครื่องยนต์สันดาปภายใน) และดีเซล (ในส่วนด้านใน)
- ตามหลักการจุดระเบิดของส่วนผสมเชื้อเพลิง - ด้วยการจุดระเบิดแบบบังคับและการจุดระเบิดด้วยตัวเอง (โดยทั่วไปสำหรับหน่วยดีเซล)
เครื่องยนต์ยังโดดเด่นด้วยการออกแบบและประสิทธิภาพ:
- ลูกสูบซึ่งห้องทำงานอยู่ในกระบอกสูบ เป็นมูลค่าการพิจารณาว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในดังกล่าวแบ่งออกเป็นหลายชนิดย่อย:
- คาร์บูเรเตอร์ (คาร์บูเรเตอร์มีหน้าที่สร้างส่วนผสมการทำงานที่สมบูรณ์)
- การฉีด (ส่วนผสมจะถูกส่งโดยตรงไปยังท่อร่วมไอดีผ่านหัวฉีด)
- ดีเซล (ส่วนผสมถูกจุดขึ้นโดยการสร้างแรงดันสูงภายในห้อง)
- ลูกสูบโรตารีโดดเด่นด้วยการแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกลเนื่องจากการหมุนของโรเตอร์พร้อมกับโปรไฟล์ การทำงานของโรเตอร์การเคลื่อนไหวที่มีลักษณะคล้ายกับ 8-ku แทนที่การทำงานของลูกสูบจังหวะเวลาและเพลาข้อเหวี่ยงอย่างสมบูรณ์
- กังหันก๊าซซึ่งมอเตอร์ขับเคลื่อนด้วยพลังงานความร้อนที่ได้จากการหมุนโรเตอร์ที่มีใบพัดคล้ายใบมีด เขาขับเพลากังหัน
ทฤษฎีเมื่อมองแวบแรกดูเหมือนชัดเจน ตอนนี้เรามาดูส่วนประกอบหลักของระบบส่งกำลัง
📌อุปกรณ์ ICE
การออกแบบตัวเครื่องประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้:
- บล็อกกระบอกสูบ
- กลไกข้อเหวี่ยง
- กลไกการจ่ายก๊าซ
- ระบบจ่ายและจุดระเบิดของส่วนผสมที่ติดไฟได้และการกำจัดผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ (ก๊าซไอเสีย)
เพื่อทำความเข้าใจตำแหน่งของแต่ละส่วนประกอบให้พิจารณาแผนภาพโครงสร้างมอเตอร์:
หมายเลข 6 ระบุตำแหน่งของกระบอกสูบ เป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญของเครื่องยนต์สันดาปภายใน ภายในกระบอกสูบมีลูกสูบซึ่งกำหนดโดยหมายเลข 7 มันติดอยู่กับก้านสูบและเพลาข้อเหวี่ยง (ในแผนภาพกำหนดโดยหมายเลข 9 และ 12 ตามลำดับ) การเคลื่อนลูกสูบขึ้นและลงภายในกระบอกสูบจะกระตุ้นให้เกิดการเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง ที่ส่วนท้ายของรถไถพรวนจะมีมู่เล่ที่แสดงในแผนภาพใต้หมายเลข 10 ซึ่งจำเป็นสำหรับการหมุนเพลาอย่างสม่ำเสมอ ส่วนบนของกระบอกสูบมีหัวหนาแน่นพร้อมวาล์วไอดีและไอเสียผสม แสดงภายใต้หมายเลข 5
การเปิดวาล์วเป็นไปได้เนื่องจากเพลาลูกเบี้ยวซึ่งกำหนดหมายเลข 14 หรือมากกว่านั้นคือองค์ประกอบการส่งกำลัง (หมายเลข 15) การหมุนของเพลาลูกเบี้ยวมีให้โดยเฟืองเพลาข้อเหวี่ยงซึ่งระบุด้วยหมายเลข 13 เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่อย่างอิสระในกระบอกสูบจะสามารถรับตำแหน่งที่รุนแรงได้สองตำแหน่ง
การทำงานปกติของเครื่องยนต์สันดาปภายในสามารถมั่นใจได้โดยการจ่ายส่วนผสมเชื้อเพลิงอย่างสม่ำเสมอในเวลาที่เหมาะสมเท่านั้น เพื่อลดต้นทุนการทำงานของมอเตอร์สำหรับการกระจายความร้อนและเพื่อป้องกันการสึกหรอของส่วนประกอบในการขับขี่ก่อนเวลาอันควรพวกเขาจะหล่อลื่นด้วยน้ำมัน
📌หลักการของเครื่องยนต์สันดาปภายใน
เครื่องยนต์สันดาปภายในสมัยใหม่ทำงานโดยใช้เชื้อเพลิงที่จุดอยู่ภายในกระบอกสูบและพลังงานที่มาจากมัน ส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและอากาศถูกป้อนผ่านวาล์วไอดี (ในเครื่องยนต์จำนวนมากมีสองตัวต่อสูบ) ในสถานที่เดียวกันมันติดไฟเนื่องจากประกายไฟที่ก่อตัวขึ้น หัวเทียน... ในขณะที่เกิดการระเบิดขนาดเล็กก๊าซในห้องทำงานจะขยายตัวสร้างแรงกดดัน มันขับลูกสูบที่ติดกับ KShM
เครื่องยนต์ดีเซลทำงานบนหลักการที่คล้ายกันมีเพียงกระบวนการเผาไหม้เท่านั้นที่เริ่มต้นด้วยวิธีที่แตกต่างกันเล็กน้อย ในขั้นต้นอากาศในกระบอกสูบจะถูกบีบอัดซึ่งทำให้อากาศร้อนขึ้น ก่อนที่ลูกสูบจะถึง TDC ในจังหวะการบีบอัดหัวฉีดจะทำการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง เนื่องจากอากาศร้อนเชื้อเพลิงจึงติดไฟได้เองโดยไม่เกิดประกายไฟ นอกจากนี้กระบวนการนี้เหมือนกับการดัดแปลงน้ำมันเบนซินของเครื่องยนต์สันดาปภายใน
KShM แปลงการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของกลุ่มลูกสูบเป็นการหมุน เพลาข้อเหวี่ยง... แรงบิดไปที่มู่เล่แล้วถึง เกียร์กลหรือเกียร์อัตโนมัติ และสุดท้าย - บนล้อขับเคลื่อน
กระบวนการในขณะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นหรือลงเรียกว่าจังหวะ มาตรการทั้งหมดจนกว่าจะทำซ้ำเรียกว่าวัฏจักร
หนึ่งรอบรวมถึงกระบวนการดูดการบีบอัดการจุดระเบิดร่วมกับการขยายตัวของก๊าซที่เกิดขึ้นการปลดปล่อย
มีการดัดแปลงมอเตอร์สองแบบ:
- ในรอบสองจังหวะเพลาข้อเหวี่ยงจะหมุนหนึ่งครั้งต่อรอบและลูกสูบจะเลื่อนลงและขึ้น
- ในรอบสี่จังหวะเพลาข้อเหวี่ยงจะหมุนสองครั้งต่อรอบและลูกสูบจะทำการเคลื่อนไหวที่สมบูรณ์สี่ครั้ง - มันจะลงขึ้นลงขึ้นลง
📌หลักการทำงานของเครื่องยนต์สองจังหวะ
เมื่อผู้ขับขี่สตาร์ทเครื่องยนต์สตาร์ทเตอร์จะตั้งมู่เล่ให้เคลื่อนที่เพลาข้อเหวี่ยงจะหมุน KShM จะเคลื่อนลูกสูบ เมื่อถึง BDC และเริ่มสูงขึ้นห้องทำงานจะเต็มไปด้วยส่วนผสมที่ติดไฟได้แล้ว
ที่จุดศูนย์กลางตายด้านบนของลูกสูบจะจุดระเบิดและเคลื่อนตัวลง การระบายอากาศเพิ่มเติมเกิดขึ้น - ก๊าซไอเสียจะถูกแทนที่โดยส่วนใหม่ของส่วนผสมที่ติดไฟได้ในการทำงาน การล้างอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการออกแบบของมอเตอร์ การปรับเปลี่ยนอย่างหนึ่งมีไว้สำหรับการเติมพื้นที่ลูกสูบย่อยด้วยส่วนผสมของอากาศเชื้อเพลิงเมื่อมันสูงขึ้นและเมื่อลูกสูบเคลื่อนตัวลงมามันจะถูกบีบเข้าไปในห้องทำงานของกระบอกสูบแทนที่ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้
ในการดัดแปลงมอเตอร์ดังกล่าวไม่มีระบบตั้งเวลาวาล์ว ลูกสูบเปิด / ปิดทางเข้า / ทางออกเอง
มอเตอร์ดังกล่าวใช้ในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำเนื่องจากการแลกเปลี่ยนก๊าซเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนก๊าซไอเสียด้วยส่วนต่อไปของส่วนผสมเชื้อเพลิงอากาศ เนื่องจากส่วนผสมที่ใช้งานได้ถูกขจัดออกไปบางส่วนพร้อมกับไอเสียการปรับเปลี่ยนนี้จึงโดดเด่นด้วยการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นและกำลังไฟที่ลดลงเมื่อเทียบกับอะนาล็อกสี่จังหวะ
ข้อดีอย่างหนึ่งของเครื่องยนต์สันดาปภายในดังกล่าวคือแรงเสียดทานต่อรอบน้อยลง แต่ในขณะเดียวกันก็ร้อนขึ้นอย่างรุนแรง
📌หลักการทำงานของเครื่องยนต์สี่จังหวะ
รถยนต์และยานยนต์อื่น ๆ ส่วนใหญ่ติดตั้งเครื่องยนต์สี่จังหวะ กลไกการจ่ายก๊าซถูกใช้เพื่อจ่ายส่วนผสมที่ใช้งานได้และกำจัดก๊าซไอเสียออก ขับเคลื่อนผ่านไทม์มิ่งไดรฟ์ที่เชื่อมต่อกับรอกเพลาข้อเหวี่ยงโดยใช้สายพานโซ่หรือเฟือง
กำลังหมุน เพลาลูกเบี้ยว เพิ่ม / ลดวาล์วไอดี / ไอเสียที่อยู่เหนือกระบอกสูบ กลไกนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการเปิดวาล์วที่สอดคล้องกันแบบซิงโครนัสสำหรับการจัดหาส่วนผสมที่ติดไฟได้และการกำจัดก๊าซไอเสีย
ในเครื่องยนต์ดังกล่าววงจรจะเกิดขึ้นดังนี้ (ตัวอย่างเช่นเครื่องยนต์เบนซิน):
- ในขณะสตาร์ทเครื่องยนต์สตาร์ทเตอร์จะเปลี่ยนมู่เล่ซึ่งขับเคลื่อนเพลาข้อเหวี่ยง วาล์วทางเข้าจะเปิดขึ้น กลไกข้อเหวี่ยงลดลูกสูบทำให้เกิดสุญญากาศในกระบอกสูบ มีจังหวะการดูดของส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิง
- เมื่อเลื่อนขึ้นจากจุดศูนย์กลางตายด้านล่างลูกสูบจะบีบอัดส่วนผสมของน้ำมันเชื้อเพลิง นี่คือมาตรการที่สอง - การบีบอัด
- เมื่อลูกสูบอยู่ที่จุดศูนย์กลางตายด้านบนหัวเทียนจะสร้างประกายไฟที่จุดส่วนผสม เนื่องจากการระเบิดทำให้ก๊าซขยายตัว ความดันส่วนเกินในกระบอกสูบจะทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ลง นี่คือรอบที่สาม - การจุดระเบิดและการขยายตัว (หรือจังหวะการทำงาน)
- เพลาข้อเหวี่ยงที่หมุนจะเคลื่อนลูกสูบขึ้นด้านบน เมื่อถึงจุดนี้เพลาลูกเบี้ยวจะเปิดวาล์วไอเสียซึ่งลูกสูบที่เพิ่มขึ้นจะขับไล่ก๊าซไอเสียออกไป นี่คือแถบที่สี่ - การเปิดตัว
📌ระบบเสริมของเครื่องยนต์สันดาปภายใน
ไม่มีเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ทันสมัยสามารถทำงานได้อย่างอิสระ เนื่องจากต้องส่งน้ำมันเชื้อเพลิงจากถังแก๊สไปยังเครื่องยนต์จึงต้องจุดระเบิดในเวลาที่เหมาะสมและเพื่อไม่ให้เครื่องยนต์ "หายใจไม่ออก" จากก๊าซไอเสียจึงต้องนำออกให้ทันเวลา
ชิ้นส่วนที่หมุนได้ต้องการการหล่อลื่นอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เครื่องยนต์จะต้องระบายความร้อน กระบวนการเหล่านี้ไม่ได้มาจากตัวมอเตอร์ดังนั้นเครื่องยนต์สันดาปภายในจึงทำงานร่วมกับระบบเสริม
📌ระบบจุดระเบิด
ระบบเสริมนี้ได้รับการออกแบบมาสำหรับการจุดระเบิดของส่วนผสมที่ติดไฟได้ในเวลาที่เหมาะสมที่ตำแหน่งลูกสูบที่เหมาะสม (TDC ในจังหวะการบีบอัด) ใช้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในน้ำมันเบนซินและประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:
- แหล่งพลังงาน เมื่อเครื่องยนต์หยุดพักฟังก์ชันนี้จะทำงานโดยแบตเตอรี่ (วิธีสตาร์ทรถหากแบตเตอรี่หมดอ่านได้ใน แยกบทความ). หลังจากสตาร์ทเครื่องยนต์แหล่งพลังงานคือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า.
- ล็อคจุดระเบิด อุปกรณ์ที่ปิดวงจรไฟฟ้าเพื่อจ่ายไฟจากแหล่งจ่ายไฟ
- อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล รถเบนซินส่วนใหญ่มีคอยล์จุดระเบิด นอกจากนี้ยังมีโมเดลที่มีองค์ประกอบดังกล่าวหลายอย่าง - หนึ่งสำหรับหัวเทียนแต่ละอัน พวกเขาแปลงแรงดันไฟฟ้าต่ำที่มาจากแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้าแรงสูงที่จำเป็นในการสร้างประกายไฟที่มีคุณภาพ
- ผู้จัดจำหน่าย - ผู้ขัดขวางการจุดระเบิด ในรถยนต์คาร์บูเรเตอร์นี่คือตัวแทนจำหน่ายในส่วนอื่น ๆ กระบวนการนี้ถูกควบคุมโดย ECU อุปกรณ์เหล่านี้กระจายแรงกระตุ้นไฟฟ้าไปยังหัวเทียนที่เหมาะสม
📌ระบบการแนะนำ
การเผาไหม้ต้องอาศัยปัจจัยสามอย่างร่วมกัน ได้แก่ เชื้อเพลิงออกซิเจนและแหล่งจุดระเบิด หากมีการใช้การจ่ายกระแสไฟฟ้า - หน้าที่ของระบบจุดระเบิดระบบไอดีจะให้ออกซิเจนแก่เครื่องยนต์เพื่อให้เชื้อเพลิงสามารถจุดระเบิดได้
ระบบนี้ประกอบด้วย:
- ช่องอากาศเข้า - ท่อสาขาที่รับอากาศบริสุทธิ์ ขั้นตอนการรับเข้าขึ้นอยู่กับการปรับเปลี่ยนเครื่องยนต์ ในเครื่องยนต์บรรยากาศอากาศจะถูกดูดเข้าไปเนื่องจากการสร้างสูญญากาศที่เกิดขึ้นในกระบอกสูบ ในรุ่นเทอร์โบชาร์จเจอร์กระบวนการนี้ได้รับการปรับปรุงโดยการหมุนของใบมีดอัดบรรจุอากาศซึ่งจะเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์
- แผ่นกรองอากาศออกแบบมาเพื่อทำความสะอาดการไหลของฝุ่นละอองและอนุภาคขนาดเล็ก
- วาล์วปีกผีเสื้อเป็นวาล์วที่ควบคุมปริมาณอากาศที่เข้าสู่มอเตอร์ ได้รับการควบคุมโดยการกดแป้นคันเร่งหรือโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของชุดควบคุม
- ท่อร่วมไอดีเป็นระบบของท่อที่เชื่อมต่อกับท่อทั่วไปหนึ่งท่อ ในเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบหัวฉีดจะมีการติดตั้งวาล์วปีกผีเสื้อที่ด้านบนและหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับแต่ละสูบ ในการปรับเปลี่ยนคาร์บูเรเตอร์คาร์บูเรเตอร์จะถูกติดตั้งบนท่อร่วมไอดีซึ่งอากาศจะผสมกับน้ำมันเบนซิน
นอกจากอากาศแล้วยังต้องจ่ายเชื้อเพลิงให้กับกระบอกสูบ เพื่อจุดประสงค์นี้ระบบเชื้อเพลิงได้รับการพัฒนาซึ่งประกอบด้วย:
- ถังน้ำมัน
- สายน้ำมัน - ท่อและท่อที่น้ำมันเบนซินหรือดีเซลเคลื่อนจากถังไปยังเครื่องยนต์
- คาร์บูเรเตอร์หรือหัวฉีด (ระบบหัวฉีดที่พ่นน้ำมันเชื้อเพลิง);
- ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงสูบน้ำมันเชื้อเพลิงจากถังไปยังคาร์บูเรเตอร์หรืออุปกรณ์อื่น ๆ สำหรับผสมเชื้อเพลิงและอากาศ
- ตัวกรองน้ำมันเชื้อเพลิงที่ทำความสะอาดน้ำมันเบนซินหรือน้ำมันดีเซลจากเศษขยะ
วันนี้มีการดัดแปลงเครื่องยนต์มากมายซึ่งส่วนผสมที่ใช้งานจะถูกป้อนเข้าไปในกระบอกสูบด้วยวิธีการต่างๆ ในระบบดังกล่าวมี:
- การฉีดเดี่ยว (หลักการคาร์บูเรเตอร์เฉพาะกับหัวฉีด);
- การฉีดแบบกระจาย (มีการติดตั้งหัวฉีดแยกต่างหากสำหรับแต่ละกระบอกสูบส่วนผสมของเชื้อเพลิงอากาศจะเกิดขึ้นในช่องท่อร่วมไอดี)
- การฉีดโดยตรง (หัวฉีดพ่นส่วนผสมที่ทำงานลงในกระบอกสูบโดยตรง)
- การฉีดแบบรวม (รวมหลักการของการฉีดโดยตรงและแบบกระจาย)
📌ระบบหล่อลื่น
พื้นผิวที่ถูของชิ้นส่วนโลหะทั้งหมดต้องได้รับการหล่อลื่นเพื่อให้เย็นและลดการสึกหรอ เพื่อให้การป้องกันนี้มอเตอร์มีระบบหล่อลื่น นอกจากนี้ยังปกป้องชิ้นส่วนโลหะจากการเกิดออกซิเดชั่นและขจัดคราบคาร์บอน ระบบหล่อลื่นประกอบด้วย:
- บ่อ - อ่างเก็บน้ำที่มีน้ำมันเครื่อง
- ปั๊มน้ำมันที่สร้างแรงดันเนื่องจากมีการจ่ายน้ำมันหล่อลื่นให้กับทุกส่วนของมอเตอร์
- ตัวกรองน้ำมันที่ดักจับอนุภาคใด ๆ ที่เกิดจากการทำงานของมอเตอร์
- รถยนต์บางรุ่นติดตั้งออยคูลเลอร์เพื่อระบายความร้อนเพิ่มเติมของน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์
📌ระบบไอเสีย
ระบบไอเสียคุณภาพสูงช่วยให้สามารถกำจัดก๊าซไอเสียออกจากห้องทำงานของกระบอกสูบได้ รถยนต์สมัยใหม่มีระบบไอเสียซึ่งรวมถึงองค์ประกอบต่อไปนี้:
- ท่อร่วมไอเสียที่ลดการสั่นสะเทือนของก๊าซไอเสียร้อน
- ท่อรับซึ่งก๊าซไอเสียมาจากท่อร่วม (เช่นท่อร่วมไอเสียทำจากโลหะทนความร้อน)
- ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำความสะอาดไอเสียจากองค์ประกอบที่เป็นอันตรายซึ่งช่วยให้รถปฏิบัติตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม
- เรโซเนเตอร์ - ความจุที่เล็กกว่าท่อไอเสียหลักเล็กน้อยออกแบบมาเพื่อลดความเร็วไอเสีย
- ท่อไอเสียหลักซึ่งภายในมีพาร์ติชั่นที่เปลี่ยนทิศทางของก๊าซไอเสียเพื่อลดความเร็วและเสียงรบกวน
📌ระบบทำความเย็น
ระบบเพิ่มเติมนี้ช่วยให้มอเตอร์ทำงานได้โดยไม่ร้อนเกินไป เธอสนับสนุน อุณหภูมิในการทำงานของเครื่องยนต์ในขณะที่แผลขึ้น เพื่อให้ตัวบ่งชี้นี้ไม่เกินขีด จำกัด ที่สำคัญแม้ว่ารถจะหยุดนิ่งระบบจะประกอบด้วยส่วนต่างๆต่อไปนี้:
- หม้อน้ำระบายความร้อนประกอบด้วยท่อและแผ่นที่ออกแบบมาสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนอย่างรวดเร็วระหว่างน้ำหล่อเย็นและอากาศแวดล้อม
- พัดลมที่ให้การไหลของอากาศมากขึ้นตัวอย่างเช่นหากรถอยู่ในสภาพการจราจรติดขัดและหม้อน้ำเป่าไม่เพียงพอ
- ปั๊มน้ำต้องขอบคุณการไหลเวียนของสารหล่อเย็นซึ่งช่วยขจัดความร้อนออกจากผนังร้อนของบล็อกกระบอกสูบ
- เทอร์โมสตัท - วาล์วที่เปิดขึ้นหลังจากเครื่องยนต์อุ่นถึงอุณหภูมิในการทำงาน (ก่อนที่จะถูกกระตุ้นสารหล่อเย็นจะไหลเวียนเป็นวงกลมเล็ก ๆ และเมื่อเปิดขึ้นของเหลวจะเคลื่อนผ่านหม้อน้ำ)
การทำงานแบบซิงโครนัสของระบบเสริมแต่ละระบบช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในจะราบรื่น
📌รอบเครื่องยนต์
วัฏจักรหมายถึงการกระทำที่ทำซ้ำในกระบอกสูบเดียว มอเตอร์สี่จังหวะมีกลไกที่กระตุ้นแต่ละรอบเหล่านี้
ในเครื่องยนต์สันดาปภายในลูกสูบจะเคลื่อนที่แบบลูกสูบ (ขึ้น / ลง) ไปตามกระบอกสูบ ก้านสูบและข้อเหวี่ยงที่ติดอยู่จะแปลงพลังงานนี้เป็นการหมุน ระหว่างการกระทำหนึ่งครั้ง - เมื่อลูกสูบถึงจากจุดต่ำสุดไปด้านบนและด้านหลัง - เพลาข้อเหวี่ยงจะทำการหมุนรอบแกนของมัน
เพื่อให้กระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องส่วนผสมของเชื้อเพลิงอากาศจะต้องเข้าไปในกระบอกสูบต้องบีบอัดและจุดระเบิดในนั้นและต้องนำผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ออกด้วย แต่ละกระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นในการปฏิวัติเพลาข้อเหวี่ยงครั้งเดียว การกระทำเหล่านี้เรียกว่าบาร์ มีสี่คนในสี่จังหวะ:
- การดูดหรือดูด ในจังหวะนี้ส่วนผสมของเชื้อเพลิงอากาศจะถูกดูดเข้าไปในช่องกระบอกสูบ เข้าทางวาล์วไอดีแบบเปิด ขึ้นอยู่กับประเภทของระบบเชื้อเพลิงน้ำมันเบนซินจะผสมกับอากาศในท่อร่วมไอดีหรือโดยตรงในกระบอกสูบเช่นในเครื่องยนต์ดีเซล
- การบีบอัด ณ จุดนี้ทั้งวาล์วไอดีและไอเสียจะปิด ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นเนื่องจากการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงและมันจะหมุนเนื่องจากการทำงานของจังหวะอื่นในกระบอกสูบที่อยู่ติดกัน ในเครื่องยนต์เบนซิน VTS จะถูกบีบอัดไปยังหลายบรรยากาศ (10-11) และในเครื่องยนต์ดีเซล - มากกว่า 20 atm
- จังหวะการทำงาน ในขณะที่ลูกสูบหยุดที่ด้านบนสุดส่วนผสมที่บีบอัดจะถูกจุดประกายโดยใช้ประกายไฟจากหัวเทียน ในเครื่องยนต์ดีเซลกระบวนการนี้แตกต่างกันเล็กน้อย ในนั้นอากาศจะถูกบีบอัดมากจนอุณหภูมิพุ่งไปที่ค่าที่น้ำมันดีเซลติดไฟได้เอง ทันทีที่เกิดการระเบิดของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศพลังงานที่ปล่อยออกมาจะไม่ไปไหนและมันจะเคลื่อนลูกสูบลง
- ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ปล่อยออกมา ในการเติมส่วนใหม่ของส่วนผสมที่ติดไฟได้ในห้องจะต้องกำจัดก๊าซที่เกิดจากการจุดระเบิดออก สิ่งนี้เกิดขึ้นในจังหวะถัดไปเมื่อลูกสูบขึ้นไป ในขณะนี้วาล์วทางออกจะเปิดขึ้น เมื่อลูกสูบถึงจุดศูนย์กลางตายด้านบนรอบ (หรือชุดของจังหวะ) ในกระบอกสูบที่แยกจากกันจะถูกปิดและทำซ้ำกระบวนการ
📌ข้อดีและข้อเสียของ ICE
ปัจจุบันตัวเลือกเครื่องยนต์ที่ดีที่สุดสำหรับยานยนต์คือ ICE ข้อดีของหน่วยดังกล่าว ได้แก่ :
- ง่ายต่อการซ่อมแซม
- เศรษฐกิจสำหรับการเดินทางไกล (ขึ้นอยู่กับ ปริมาณของมัน);
- ทรัพยากรการทำงานขนาดใหญ่
- การเข้าถึงสำหรับผู้ขับขี่รถยนต์ที่มีรายได้เฉลี่ย
มอเตอร์ในอุดมคติยังไม่ได้ถูกสร้างขึ้นดังนั้นหน่วยเหล่านี้จึงมีข้อเสีย:
- ยิ่งหน่วยและระบบที่เกี่ยวข้องซับซ้อนมากเท่าไหร่การบำรุงรักษาก็จะยิ่งแพงขึ้น (เช่นมอเตอร์ EcoBoost)
- ต้องมีการปรับแต่งระบบจ่ายน้ำมันการกระจายการจุดระเบิดและระบบอื่น ๆ ซึ่งต้องใช้ทักษะบางอย่างมิฉะนั้นเครื่องยนต์จะทำงานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ (หรือจะไม่สตาร์ทเลย)
- น้ำหนักมากขึ้น (เมื่อเทียบกับมอเตอร์ไฟฟ้า);
- การสึกหรอของกลไกข้อเหวี่ยง
แม้จะมียานพาหนะจำนวนมากที่มีมอเตอร์ประเภทอื่น ๆ (รถยนต์ "สะอาด" ที่ขับเคลื่อนด้วยแรงฉุดไฟฟ้า) ICEs จะรักษาตำแหน่งการแข่งขันได้เป็นเวลานานเนื่องจากความพร้อมใช้งาน รถยนต์รุ่นไฮบริดและไฟฟ้ากำลังได้รับความนิยมอย่างไรก็ตามเนื่องจากยานพาหนะดังกล่าวมีราคาสูงและค่าบำรุงรักษาจึงยังไม่สามารถใช้ได้กับผู้ขับขี่รถยนต์ทั่วไป
คำถามทั่วไป:
เครื่องยนต์สันดาปภายในคืออะไร? นี่คือหน่วยพลังงานประเภทหนึ่งที่มีการออกแบบห้องเผาไหม้แบบปิดซึ่งมีการสร้างพลังงานความร้อน (เนื่องจากการจุดระเบิดของส่วนผสมเชื้อเพลิงและอากาศ) และเปลี่ยนเป็นพลังงานกล
ใครเป็นผู้คิดค้นเครื่องยนต์สันดาปภายใน? ตัวอย่างเครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรกของโลกถูกค้นพบโดยÉtven Lenoir นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศสในปีพ. ศ. 1860 เครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะตัวแรกตามรูปแบบที่หน่วยกำลังทั้งหมดทำงานได้อย่างสมบูรณ์ถูกคิดค้นโดย Nikolaus Otto
เครื่องยนต์ทำมาจากอะไร? ICE ที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยบล็อกกระบอกสูบที่ติดตั้งระบบแกนข้อเหวี่ยงกลุ่มลูกสูบกระบอกสูบบล็อกถูกปกคลุมด้วยหัวถังพร้อมกลไกการกระจายก๊าซ (เพลาลูกเบี้ยวและวาล์ว) ระบบไอดีและไอเสีย เชื้อเพลิงและระบบจุดระเบิด
